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root/radiance/ray/src/rt/source.c
(Generate patch)

Comparing ray/src/rt/source.c (file contents):
Revision 1.18 by greg, Wed Nov 29 14:35:27 1989 UTC vs.
Revision 2.47 by greg, Thu Mar 10 22:37:00 2005 UTC

# Line 1 | Line 1
1 /* Copyright (c) 1986 Regents of the University of California */
2
1   #ifndef lint
2 < static char SCCSid[] = "$SunId$ LBL";
2 > static const char RCSid[] = "$Id$";
3   #endif
6
4   /*
5   *  source.c - routines dealing with illumination sources.
6   *
7 < *     8/20/85
7 > *  External symbols declared in source.h
8   */
9  
10   #include  "ray.h"
11 + #include  "otypes.h"
12 + #include  "rtotypes.h"
13 + #include  "source.h"
14 + #include  "random.h"
15  
16 < #include  "octree.h"
16 > extern double  ssampdist;               /* scatter sampling distance */
17  
18 < #include  "source.h"
18 > #ifndef MAXSSAMP
19 > #define MAXSSAMP        16              /* maximum samples per ray */
20 > #endif
21  
22 < #include  "otypes.h"
22 > /*
23 > * Structures used by direct()
24 > */
25  
26 < #include  "cone.h"
26 > typedef struct {
27 >        int  sno;               /* source number */
28 >        FVECT  dir;             /* source direction */
29 >        COLOR  coef;            /* material coefficient */
30 >        COLOR  val;             /* contribution */
31 > }  CONTRIB;             /* direct contribution */
32  
33 < #include  "face.h"
33 > typedef struct {
34 >        int  sndx;              /* source index (to CONTRIB array) */
35 >        float  brt;             /* brightness (for comparison) */
36 > }  CNTPTR;              /* contribution pointer */
37  
38 < #include  "random.h"
38 > static CONTRIB  *srccnt;                /* source contributions in direct() */
39 > static CNTPTR  *cntord;                 /* source ordering in direct() */
40 > static int  maxcntr = 0;                /* size of contribution arrays */
41  
42 + static int cntcmp(const void *p1, const void *p2);
43  
28 extern double  dstrsrc;                 /* source distribution amount */
29 extern double  shadthresh;              /* relative shadow threshold */
30 extern double  shadcert;                /* shadow testing certainty */
44  
45 < SRCREC  *source = NULL;                 /* our list of sources */
46 < int  nsources = 0;                      /* the number of sources */
45 > extern OBJREC *                 /* find an object's actual material */
46 > findmaterial(register OBJREC *o)
47 > {
48 >        while (!ismaterial(o->otype)) {
49 >                if (ismixture(o->otype))
50 >                        return(NULL);   /* reject mixed materials */
51 >                if (o->otype == MOD_ALIAS && o->oargs.nsargs) {
52 >                        OBJECT  aobj;
53 >                        OBJREC  *ao;
54 >                        aobj = lastmod(objndx(o), o->oargs.sarg[0]);
55 >                        if (aobj < 0)
56 >                                objerror(o, USER, "bad reference");
57 >                        ao = objptr(aobj);
58 >                        if (ismaterial(ao->otype))
59 >                                return(ao);
60 >                }
61 >                if (o->omod == OVOID)
62 >                        return(NULL);
63 >                o = objptr(o->omod);
64 >        }
65 >        return(o);
66 > }
67  
68  
69 < marksources()                   /* find and mark source objects */
69 > extern void
70 > marksources(void)                       /* find and mark source objects */
71   {
72 +        int  foundsource = 0;
73 +        int  i;
74          register OBJREC  *o, *m;
75 <        register int  i;
76 <
77 <        for (i = 0; i < nobjects; i++) {
75 >        register int  ns;
76 >                                        /* initialize dispatch table */
77 >        initstypes();
78 >                                        /* find direct sources */
79 >        for (i = 0; i < nsceneobjs; i++) {
80          
81                  o = objptr(i);
82  
83 <                if (o->omod == OVOID)
83 >                if (!issurface(o->otype) || o->omod == OVOID)
84                          continue;
85 <
86 <                m = objptr(o->omod);
87 <
88 <                if (m->otype != MAT_LIGHT &&
51 <                                m->otype != MAT_ILLUM &&
52 <                                m->otype != MAT_GLOW &&
53 <                                m->otype != MAT_SPOT)
54 <                        continue;
85 >                                        /* find material */
86 >                m = findmaterial(objptr(o->omod));
87 >                if (m == NULL || !islight(m->otype))
88 >                        continue;       /* not source modifier */
89          
90                  if (m->oargs.nfargs != (m->otype == MAT_GLOW ? 4 :
91                                  m->otype == MAT_SPOT ? 7 : 3))
# Line 61 | Line 95 | marksources()                  /* find and mark source objects */
95                                  o->otype != OBJ_SOURCE &&
96                                  m->oargs.farg[3] <= FTINY)
97                          continue;                       /* don't bother */
98 +                if (m->oargs.farg[0] <= FTINY && m->oargs.farg[1] <= FTINY &&
99 +                                m->oargs.farg[2] <= FTINY)
100 +                        continue;                       /* don't bother */
101  
102 <                if (source == NULL)
103 <                        source = (SRCREC *)malloc(sizeof(SRCREC));
104 <                else
68 <                        source = (SRCREC *)realloc((char *)source,
69 <                                        (unsigned)(nsources+1)*sizeof(SRCREC));
70 <                if (source == NULL)
71 <                        error(SYSTEM, "out of memory in marksources");
102 >                if (sfun[o->otype].of == NULL ||
103 >                                sfun[o->otype].of->setsrc == NULL)
104 >                        objerror(o, USER, "illegal material");
105  
106 <                newsource(&source[nsources], o);
106 >                if ((ns = newsource()) < 0)
107 >                        goto memerr;
108  
109 +                setsource(&source[ns], o);
110 +
111                  if (m->otype == MAT_GLOW) {
112 <                        source[nsources].sflags |= SPROX;
113 <                        source[nsources].sl.prox = m->oargs.farg[3];
114 <                        if (o->otype == OBJ_SOURCE)
115 <                                source[nsources].sflags |= SSKIP;
112 >                        source[ns].sflags |= SPROX;
113 >                        source[ns].sl.prox = m->oargs.farg[3];
114 >                        if (source[ns].sflags & SDISTANT)
115 >                                source[ns].sflags |= SSKIP;
116                  } else if (m->otype == MAT_SPOT) {
117 <                        source[nsources].sflags |= SSPOT;
118 <                        source[nsources].sl.s = makespot(m);
117 >                        source[ns].sflags |= SSPOT;
118 >                        if ((source[ns].sl.s = makespot(m)) == NULL)
119 >                                goto memerr;
120 >                        if (source[ns].sflags & SFLAT &&
121 >                                !checkspot(source[ns].sl.s,source[ns].snorm)) {
122 >                                objerror(o, WARNING,
123 >                                        "invalid spotlight direction");
124 >                                source[ns].sflags |= SSKIP;
125 >                        }
126                  }
127 <                nsources++;
127 > #if  SHADCACHE
128 >                initobscache(ns);
129 > #endif
130 >                if (!(source[ns].sflags & SSKIP))
131 >                        foundsource++;
132          }
133 +        if (!foundsource) {
134 +                error(WARNING, "no light sources found");
135 +                return;
136 +        }
137 +        markvirtuals();                 /* find and add virtual sources */
138 +                                /* allocate our contribution arrays */
139 +        maxcntr = nsources + MAXSPART;  /* start with this many */
140 +        srccnt = (CONTRIB *)malloc(maxcntr*sizeof(CONTRIB));
141 +        cntord = (CNTPTR *)malloc(maxcntr*sizeof(CNTPTR));
142 +        if ((srccnt == NULL) | (cntord == NULL))
143 +                goto memerr;
144 +        return;
145 + memerr:
146 +        error(SYSTEM, "out of memory in marksources");
147   }
148  
149  
150 < newsource(src, so)                      /* add a source to the array */
151 < register SRCREC  *src;
91 < register OBJREC  *so;
150 > extern void
151 > freesources(void)                       /* free all source structures */
152   {
153 <        double  cos(), tan(), sqrt();
154 <        double  theta;
155 <        FACE  *f;
156 <        CONE  *co;
157 <        int  j;
158 <        register int  i;
159 <        
160 <        src->sflags = 0;
101 <        src->nhits = 1; src->ntests = 2;        /* start probability = 1/2 */
102 <        src->so = so;
103 <
104 <        switch (so->otype) {
105 <        case OBJ_SOURCE:
106 <                if (so->oargs.nfargs != 4)
107 <                        objerror(so, USER, "bad arguments");
108 <                src->sflags |= SDISTANT;
109 <                VCOPY(src->sloc, so->oargs.farg);
110 <                if (normalize(src->sloc) == 0.0)
111 <                        objerror(so, USER, "zero direction");
112 <                theta = PI/180.0/2.0 * so->oargs.farg[3];
113 <                if (theta <= FTINY)
114 <                        objerror(so, USER, "zero size");
115 <                src->ss = theta >= PI/4 ? 1.0 : tan(theta);
116 <                src->ss2 = 2.0*PI * (1.0 - cos(theta));
117 <                break;
118 <        case OBJ_SPHERE:
119 <                VCOPY(src->sloc, so->oargs.farg);
120 <                src->ss = so->oargs.farg[3];
121 <                src->ss2 = PI * src->ss * src->ss;
122 <                break;
123 <        case OBJ_FACE:
124 <                                                /* get the face */
125 <                f = getface(so);
126 <                                                /* find the center */
127 <                for (j = 0; j < 3; j++) {
128 <                        src->sloc[j] = 0.0;
129 <                        for (i = 0; i < f->nv; i++)
130 <                                src->sloc[j] += VERTEX(f,i)[j];
131 <                        src->sloc[j] /= f->nv;
132 <                }
133 <                if (!inface(src->sloc, f))
134 <                        objerror(so, USER, "cannot hit center");
135 <                src->ss = sqrt(f->area / PI);
136 <                src->ss2 = f->area;
137 <                break;
138 <        case OBJ_RING:
139 <                                                /* get the ring */
140 <                co = getcone(so, 0);
141 <                VCOPY(src->sloc, CO_P0(co));
142 <                if (CO_R0(co) > 0.0)
143 <                        objerror(so, USER, "cannot hit center");
144 <                src->ss = CO_R1(co);
145 <                src->ss2 = PI * src->ss * src->ss;
146 <                break;
147 <        default:
148 <                objerror(so, USER, "illegal material");
153 >        if (nsources > 0) {
154 > #if SHADCACHE
155 >                while (nsources--)
156 >                        freeobscache(&source[nsources]);
157 > #endif
158 >                free((void *)source);
159 >                source = NULL;
160 >                nsources = 0;
161          }
162 +        if (maxcntr <= 0)
163 +                return;
164 +        free((void *)srccnt);
165 +        srccnt = NULL;
166 +        free((void *)cntord);
167 +        cntord = NULL;
168 +        maxcntr = 0;
169   }
170  
171  
172 < SPOT *
173 < makespot(m)                     /* make a spotlight */
174 < register OBJREC  *m;
172 > extern int
173 > srcray(                         /* send a ray to a source, return domega */
174 >        register RAY  *sr,              /* returned source ray */
175 >        RAY  *r,                        /* ray which hit object */
176 >        SRCINDEX  *si                   /* source sample index */
177 > )
178   {
179 <        extern double  cos();
180 <        register SPOT  *ns;
179 >    double  d;                          /* distance to source */
180 >    register SRCREC  *srcp;
181  
182 <        if ((ns = (SPOT *)malloc(sizeof(SPOT))) == NULL)
183 <                error(SYSTEM, "out of memory in makespot");
184 <        ns->siz = 2.0*PI * (1.0 - cos(PI/180.0/2.0 * m->oargs.farg[3]));
185 <        VCOPY(ns->aim, m->oargs.farg+4);
186 <        if ((ns->flen = normalize(ns->aim)) == 0.0)
187 <                objerror(m, USER, "zero focus vector");
188 <        return(ns);
182 >    rayorigin(sr, r, SHADOW, 1.0);              /* ignore limits */
183 >
184 >    while ((d = nextssamp(sr, si)) != 0.0) {
185 >        sr->rsrc = si->sn;                      /* remember source */
186 >        srcp = source + si->sn;
187 >        if (srcp->sflags & SDISTANT) {
188 >                if (srcp->sflags & SSPOT && spotout(sr, srcp->sl.s))
189 >                        continue;
190 >                return(1);              /* sample OK */
191 >        }
192 >                                /* local source */
193 >                                                /* check proximity */
194 >        if (srcp->sflags & SPROX && d > srcp->sl.prox)
195 >                continue;
196 >                                                /* check angle */
197 >        if (srcp->sflags & SSPOT) {
198 >                if (spotout(sr, srcp->sl.s))
199 >                        continue;
200 >                                        /* adjust solid angle */
201 >                si->dom *= d*d;
202 >                d += srcp->sl.s->flen;
203 >                si->dom /= d*d;
204 >        }
205 >        return(1);                      /* sample OK */
206 >    }
207 >    return(0);                  /* no more samples */
208   }
209  
210  
211 < double
212 < srcray(sr, r, sn)               /* send a ray to a source, return domega */
213 < register RAY  *sr;              /* returned source ray */
214 < RAY  *r;                        /* ray which hit object */
174 < register int  sn;               /* source number */
211 > extern void
212 > srcvalue(                       /* punch ray to source and compute value */
213 >        register RAY  *r
214 > )
215   {
216 <        register double  *norm = NULL;  /* plane normal */
177 <        double  ddot;                   /* (distance times) cosine */
178 <        FVECT  vd;
179 <        double  d;
180 <        register int  i;
216 >        register SRCREC  *sp;
217  
218 <        if (source[sn].sflags & SSKIP)
219 <                return(0.0);                    /* skip this source */
220 <
221 <        rayorigin(sr, r, SHADOW, 1.0);          /* ignore limits */
222 <
223 <        sr->rsrc = sn;                          /* remember source */
224 <                                                /* get source direction */
225 <        if (source[sn].sflags & SDISTANT)
226 <                                                /* constant direction */
191 <                VCOPY(sr->rdir, source[sn].sloc);
192 <        else {                                  /* compute direction */
193 <                for (i = 0; i < 3; i++)
194 <                        sr->rdir[i] = source[sn].sloc[i] - sr->rorg[i];
195 <
196 <                if (source[sn].so->otype == OBJ_FACE)
197 <                        norm = getface(source[sn].so)->norm;
198 <                else if (source[sn].so->otype == OBJ_RING)
199 <                        norm = getcone(source[sn].so,0)->ad;
200 <
201 <                if (norm != NULL && (ddot = -DOT(sr->rdir, norm)) <= FTINY)
202 <                        return(0.0);            /* behind surface! */
218 >        sp = &source[r->rsrc];
219 >        if (sp->sflags & SVIRTUAL) {    /* virtual source */
220 >                                        /* check intersection */
221 >                if (!(*ofun[sp->so->otype].funp)(sp->so, r))
222 >                        return;
223 >                if (!rayshade(r, r->ro->omod))  /* compute contribution */
224 >                        goto nomat;
225 >                rayparticipate(r);
226 >                return;
227          }
228 <        if (dstrsrc > FTINY) {
229 <                                        /* distribute source direction */
230 <                for (i = 0; i < 3; i++)
231 <                        vd[i] = dstrsrc * source[sn].ss * (1.0 - 2.0*frandom());
228 >                                        /* compute intersection */
229 >        if (sp->sflags & SDISTANT ? sourcehit(r) :
230 >                        (*ofun[sp->so->otype].funp)(sp->so, r)) {
231 >                if (sp->sa.success >= 0)
232 >                        sp->sa.success++;
233 >                if (!rayshade(r, r->ro->omod))  /* compute contribution */
234 >                        goto nomat;
235 >                rayparticipate(r);
236 >                return;
237 >        }
238 >                                        /* we missed our mark! */
239 >        if (sp->sa.success < 0)
240 >                return;                 /* bitched already */
241 >        sp->sa.success -= AIMREQT;
242 >        if (sp->sa.success >= 0)
243 >                return;                 /* leniency */
244 >        sprintf(errmsg, "aiming failure for light source \"%s\"",
245 >                        sp->so->oname);
246 >        error(WARNING, errmsg);         /* issue warning */
247 >        return;
248 > nomat:
249 >        objerror(r->ro, USER, "material not found");
250 > }
251  
209                if (norm != NULL) {             /* project offset */
210                        d = DOT(vd, norm);
211                        for (i = 0; i < 3; i++)
212                                vd[i] -= d * norm[i];
213                }
214                for (i = 0; i < 3; i++)         /* offset source direction */
215                        sr->rdir[i] += vd[i];
252  
253 <        } else if (source[sn].sflags & SDISTANT)
254 <                                                /* already normalized */
255 <                return(source[sn].ss2);
256 <
257 <        if ((d = normalize(sr->rdir)) == 0.0)
258 <                                                /* at source! */
223 <                return(0.0);
253 > static int
254 > transillum(                     /* check if material is transparent illum */
255 >        OBJECT  obj
256 > )
257 > {
258 >        OBJREC *m = findmaterial(objptr(obj));
259          
260 <        if (source[sn].sflags & SDISTANT)
261 <                                                /* domega constant */
262 <                return(source[sn].ss2);
263 <
264 <        else {
230 <                                                /* check proximity */
231 <                if (source[sn].sflags & SPROX &&
232 <                                d > source[sn].sl.prox)
233 <                        return(0.0);
234 <
235 <                if (norm != NULL)
236 <                        ddot /= d;
237 <                else
238 <                        ddot = 1.0;
239 <                                                /* check angle */
240 <                if (source[sn].sflags & SSPOT) {
241 <                        if (source[sn].sl.s->siz < 2.0*PI *
242 <                                (1.0 + DOT(source[sn].sl.s->aim,sr->rdir)))
243 <                                return(0.0);
244 <                        d += source[sn].sl.s->flen;
245 <                }
246 <                                                /* return domega */
247 <                return(ddot*source[sn].ss2/(d*d));
248 <        }
260 >        if (m == NULL)
261 >                return(1);
262 >        if (m->otype != MAT_ILLUM)
263 >                return(0);
264 >        return(!m->oargs.nsargs || !strcmp(m->oargs.sarg[0], VOIDID));
265   }
266  
267  
268 < sourcehit(r)                    /* check to see if ray hit distant source */
269 < register RAY  *r;
268 > extern int
269 > sourcehit(                      /* check to see if ray hit distant source */
270 >        register RAY  *r
271 > )
272   {
273 +        int  glowsrc = -1;
274 +        int  transrc = -1;
275          int  first, last;
276          register int  i;
277  
# Line 260 | Line 280 | register RAY  *r;
280          } else {                        /* otherwise check all */
281                  first = 0; last = nsources-1;
282          }
283 <        for (i = first; i <= last; i++)
284 <                if (source[i].sflags & SDISTANT)
285 <                        /*
286 <                         * Check to see if ray is within
287 <                         * solid angle of source.
288 <                         */
289 <                        if (2.0*PI * (1.0 - DOT(source[i].sloc,r->rdir))
290 <                                        <= source[i].ss2) {
291 <                                r->ro = source[i].so;
292 <                                if (!(source[i].sflags & SSKIP))
293 <                                        break;
294 <                        }
295 <
296 <        if (r->ro != NULL) {
297 <                for (i = 0; i < 3; i++)
298 <                        r->ron[i] = -r->rdir[i];
299 <                r->rod = 1.0;
300 <                r->rofs = 1.0; setident4(r->rofx);
301 <                r->robs = 1.0; setident4(r->robx);
302 <                return(1);
283 >        for (i = first; i <= last; i++) {
284 >                if ((source[i].sflags & (SDISTANT|SVIRTUAL)) != SDISTANT)
285 >                        continue;
286 >                /*
287 >                 * Check to see if ray is within
288 >                 * solid angle of source.
289 >                 */
290 >                if (2.*PI*(1. - DOT(source[i].sloc,r->rdir)) > source[i].ss2)
291 >                        continue;
292 >                                        /* is it the only possibility? */
293 >                if (first == last) {
294 >                        r->ro = source[i].so;
295 >                        break;
296 >                }
297 >                /*
298 >                 * If it's a glow or transparent illum, just remember it.
299 >                 */
300 >                if (source[i].sflags & SSKIP) {
301 >                        glowsrc = i;
302 >                        continue;
303 >                }
304 >                if (transillum(source[i].so->omod)) {
305 >                        transrc = i;
306 >                        continue;
307 >                }
308 >                r->ro = source[i].so;   /* otherwise, use first hit */
309 >                break;
310          }
311 <        return(0);
311 >        /*
312 >         * Do we need fallback?
313 >         */
314 >        if (r->ro == NULL) {
315 >                if (transrc >= 0 && r->crtype & (AMBIENT|SPECULAR))
316 >                        return(0);      /* avoid overcounting */
317 >                if (glowsrc >= 0)
318 >                        r->ro = source[glowsrc].so;
319 >                else
320 >                        return(0);      /* nothing usable */
321 >        }
322 >        /*
323 >         * Make assignments.
324 >         */
325 >        r->robj = objndx(r->ro);
326 >        for (i = 0; i < 3; i++)
327 >                r->ron[i] = -r->rdir[i];
328 >        r->rod = 1.0;
329 >        r->pert[0] = r->pert[1] = r->pert[2] = 0.0;
330 >        r->uv[0] = r->uv[1] = 0.0;
331 >        r->rox = NULL;
332 >        return(1);
333   }
334  
335  
336   static int
337 < cntcmp(sc1, sc2)                        /* contribution compare (descending) */
338 < register CNTPTR  *sc1, *sc2;
337 > cntcmp(                         /* contribution compare (descending) */
338 >        const void *p1,
339 >        const void *p2
340 > )
341   {
342 +        register const CNTPTR  *sc1 = (const CNTPTR *)p1;
343 +        register const CNTPTR  *sc2 = (const CNTPTR *)p2;
344 +
345          if (sc1->brt > sc2->brt)
346                  return(-1);
347          if (sc1->brt < sc2->brt)
# Line 297 | Line 350 | register CNTPTR  *sc1, *sc2;
350   }
351  
352  
353 < direct(r, f, p)                         /* add direct component */
354 < RAY  *r;                        /* ray that hit surface */
355 < int  (*f)();                    /* direct component coefficient function */
356 < char  *p;                       /* data for f */
353 > extern void
354 > direct(                                 /* add direct component */
355 >        RAY  *r,                        /* ray that hit surface */
356 >        srcdirf_t *f,                   /* direct component coefficient function */
357 >        void  *p                        /* data for f */
358 > )
359   {
305        extern double  pow();
360          register int  sn;
361 <        register CONTRIB  *srccnt;
362 <        register CNTPTR  *cntord;
361 >        register CONTRIB  *scp;
362 >        SRCINDEX  si;
363          int  nshadcheck, ncnts;
364 <        double  prob, ourthresh, hwt, test2, hit2;
364 >        int  nhits;
365 >        double  prob, ourthresh, hwt;
366          RAY  sr;
367 <
368 <        srccnt = (CONTRIB *)malloc(nsources*sizeof(CONTRIB));
369 <        cntord = (CNTPTR *)malloc(nsources*sizeof(CNTPTR));
315 <        if (srccnt == NULL || cntord == NULL)
316 <                error(SYSTEM, "out of memory in direct");
317 <                                                /* compute number to check */
318 <        nshadcheck = pow((double)nsources, shadcert) + .5;
319 <                                                /* modify threshold */
320 <        ourthresh = shadthresh / r->rweight;
367 >                        /* NOTE: srccnt and cntord global so no recursion */
368 >        if (nsources <= 0)
369 >                return;         /* no sources?! */
370                                                  /* potential contributions */
371 <        for (sn = 0; sn < nsources; sn++) {
372 <                cntord[sn].sno = sn;
373 <                cntord[sn].brt = 0.0;
374 <                                                /* get source ray */
375 <                if ((srccnt[sn].dom = srcray(&sr, r, sn)) == 0.0)
376 <                        continue;
377 <                VCOPY(srccnt[sn].dir, sr.rdir);
371 >        initsrcindex(&si);
372 >        for (sn = 0; srcray(&sr, r, &si); sn++) {
373 >                if (sn >= maxcntr) {
374 >                        maxcntr = sn + MAXSPART;
375 >                        srccnt = (CONTRIB *)realloc((void *)srccnt,
376 >                                        maxcntr*sizeof(CONTRIB));
377 >                        cntord = (CNTPTR *)realloc((void *)cntord,
378 >                                        maxcntr*sizeof(CNTPTR));
379 >                        if ((srccnt == NULL) | (cntord == NULL))
380 >                                error(SYSTEM, "out of memory in direct");
381 >                }
382 >                cntord[sn].sndx = sn;
383 >                scp = srccnt + sn;
384 >                scp->sno = sr.rsrc;
385                                                  /* compute coefficient */
386 <                (*f)(srccnt[sn].val, p, srccnt[sn].dir, srccnt[sn].dom);
387 <                cntord[sn].brt = bright(srccnt[sn].val);
386 >                (*f)(scp->coef, p, sr.rdir, si.dom);
387 >                cntord[sn].brt = bright(scp->coef);
388                  if (cntord[sn].brt <= 0.0)
389                          continue;
390 <                                                /* compute intersection */
391 <                if (!( source[sn].sflags & SDISTANT ?
392 <                                sourcehit(&sr) :
393 <                                (*ofun[source[sn].so->otype].funp)
338 <                                (source[sn].so, &sr) ))
390 > #if SHADCACHE
391 >                                                /* check shadow cache */
392 >                if (si.np == 1 && srcblocked(&sr)) {
393 >                        cntord[sn].brt = 0.0;
394                          continue;
395 <                                                /* compute contribution */
396 <                rayshade(&sr, sr.ro->omod);
397 <                multcolor(srccnt[sn].val, sr.rcol);
398 <                cntord[sn].brt = bright(srccnt[sn].val);
395 >                }
396 > #endif
397 >                VCOPY(scp->dir, sr.rdir);
398 >                                                /* compute potential */
399 >                sr.revf = srcvalue;
400 >                rayvalue(&sr);
401 >                copycolor(scp->val, sr.rcol);
402 >                multcolor(scp->val, scp->coef);
403 >                cntord[sn].brt = bright(scp->val);
404          }
405                                                  /* sort contributions */
406 <        qsort(cntord, nsources, sizeof(CNTPTR), cntcmp);
406 >        qsort(cntord, sn, sizeof(CNTPTR), cntcmp);
407          {                                       /* find last */
408                  register int  l, m;
409  
410 <                sn = 0; ncnts = l = nsources;
410 >                ncnts = l = sn;
411 >                sn = 0;
412                  while ((m = (sn + ncnts) >> 1) != l) {
413                          if (cntord[m].brt > 0.0)
414                                  sn = m;
# Line 356 | Line 417 | char  *p;                      /* data for f */
417                          l = m;
418                  }
419          }
420 +        if (ncnts == 0)
421 +                return;         /* no contributions! */
422                                                  /* accumulate tail */
423          for (sn = ncnts-1; sn > 0; sn--)
424                  cntord[sn-1].brt += cntord[sn].brt;
425 <                                                /* start with prob=.5 */
426 <        hit2 = 0.5; test2 = 1.0;
425 >                                                /* compute number to check */
426 >        nshadcheck = pow((double)ncnts, shadcert) + .5;
427 >                                                /* modify threshold */
428 >        ourthresh = shadthresh / r->rweight;
429                                                  /* test for shadows */
430 <        for (sn = 0; sn < ncnts; sn++) {
430 >        for (nhits = 0, hwt = 0.0, sn = 0; sn < ncnts;
431 >                        hwt += (double)source[scp->sno].nhits /
432 >                                (double)source[scp->sno].ntests,
433 >                        sn++) {
434                                                  /* check threshold */
435                  if ((sn+nshadcheck>=ncnts ? cntord[sn].brt :
436 <                                cntord[sn].brt-cntord[sn+nshadcheck].brt) <
437 <                                ourthresh*bright(r->rcol))
436 >                                cntord[sn].brt-cntord[sn+nshadcheck].brt)
437 >                                < ourthresh*bright(r->rcol))
438                          break;
439 <                                                /* get statistics */
372 <                hwt = (double)source[cntord[sn].sno].nhits /
373 <                                (double)source[cntord[sn].sno].ntests;
374 <                test2 += hwt;
375 <                source[cntord[sn].sno].ntests++;
439 >                scp = srccnt + cntord[sn].sndx;
440                                                  /* test for hit */
441                  rayorigin(&sr, r, SHADOW, 1.0);
442 <                VCOPY(sr.rdir, srccnt[cntord[sn].sno].dir);
442 >                VCOPY(sr.rdir, scp->dir);
443 >                sr.rsrc = scp->sno;
444 >                                                /* keep statistics */
445 >                if (source[scp->sno].ntests++ > 0xfffffff0) {
446 >                        source[scp->sno].ntests >>= 1;
447 >                        source[scp->sno].nhits >>= 1;
448 >                }
449                  if (localhit(&sr, &thescene) &&
450 <                                sr.ro != source[cntord[sn].sno].so) {
451 <                                                /* check for transmission */
452 <                        if (sr.clipset != NULL && inset(sr.clipset, sr.ro->omod))
453 <                                raytrans(&sr);
454 <                        else
455 <                                rayshade(&sr, sr.ro->omod);
456 <                        if (bright(sr.rcol) <= FTINY)
450 >                                ( sr.ro != source[scp->sno].so ||
451 >                                source[scp->sno].sflags & SFOLLOW )) {
452 >                                                /* follow entire path */
453 >                        raycont(&sr);
454 >                        rayparticipate(&sr);
455 >                        if (trace != NULL)
456 >                                (*trace)(&sr);  /* trace execution */
457 >                        if (bright(sr.rcol) <= FTINY) {
458 > #if SHADCACHE
459 >                                if ((scp <= srccnt || scp[-1].sno != scp->sno)
460 >                                                && (scp >= srccnt+ncnts-1 ||
461 >                                                    scp[1].sno != scp->sno))
462 >                                        srcblocker(&sr);
463 > #endif
464                                  continue;       /* missed! */
465 <                        (*f)(srccnt[cntord[sn].sno].val, p,
466 <                                        srccnt[cntord[sn].sno].dir,
467 <                                        srccnt[cntord[sn].sno].dom);
391 <                        multcolor(srccnt[cntord[sn].sno].val, sr.rcol);
465 >                        }
466 >                        copycolor(scp->val, sr.rcol);
467 >                        multcolor(scp->val, scp->coef);
468                  }
469                                                  /* add contribution if hit */
470 <                addcolor(r->rcol, srccnt[cntord[sn].sno].val);
471 <                hit2 += hwt;
472 <                source[cntord[sn].sno].nhits++;
470 >                addcolor(r->rcol, scp->val);
471 >                nhits++;
472 >                source[scp->sno].nhits++;
473          }
474 <                                        /* weighted hit rate */
475 <        hwt = hit2 / test2;
476 < #ifdef notdef
477 <        sprintf(errmsg, "%d tested, %d untested, %f hit rate\n",
474 >                                        /* source hit rate */
475 >        if (hwt > FTINY)
476 >                hwt = (double)nhits / hwt;
477 >        else
478 >                hwt = 0.5;
479 > #ifdef DEBUG
480 >        sprintf(errmsg, "%d tested, %d untested, %f conditional hit rate\n",
481                          sn, ncnts-sn, hwt);
482          eputs(errmsg);
483   #endif
484                                          /* add in untested sources */
485          for ( ; sn < ncnts; sn++) {
486 <                prob = hwt * (double)source[cntord[sn].sno].nhits /
487 <                                (double)source[cntord[sn].sno].ntests;
488 <                scalecolor(srccnt[cntord[sn].sno].val, prob);
489 <                addcolor(r->rcol, srccnt[cntord[sn].sno].val);
486 >                scp = srccnt + cntord[sn].sndx;
487 >                prob = hwt * (double)source[scp->sno].nhits /
488 >                                (double)source[scp->sno].ntests;
489 >                if (prob > 1.0)
490 >                        prob = 1.0;
491 >                scalecolor(scp->val, prob);
492 >                addcolor(r->rcol, scp->val);
493          }
412                
413        free(srccnt);
414        free(cntord);
494   }
495  
496  
497 < #define  wrongsource(m, r)      (m->otype!=MAT_ILLUM && \
498 <                                r->rsrc>=0 && \
499 <                                source[r->rsrc].so!=r->ro)
497 > extern void
498 > srcscatter(                     /* compute source scattering into ray */
499 >        register RAY  *r
500 > )
501 > {
502 >        int  oldsampndx;
503 >        int  nsamps;
504 >        RAY  sr;
505 >        SRCINDEX  si;
506 >        double  t, d;
507 >        double  re, ge, be;
508 >        COLOR  cvext;
509 >        int  i, j;
510  
511 < #define  badambient(m, r)       ((r->crtype&(AMBIENT|SHADOW))==AMBIENT && \
512 <                                !(r->rtype&REFLECTED) &&        /* hack! */\
513 <                                !(m->otype==MAT_GLOW&&r->rot>m->oargs.farg[3]))
511 >        if (r->slights == NULL || r->slights[0] == 0
512 >                        || r->gecc >= 1.-FTINY || r->rot >= FHUGE)
513 >                return;
514 >        if (ssampdist <= FTINY || (nsamps = r->rot/ssampdist + .5) < 1)
515 >                nsamps = 1;
516 > #if MAXSSAMP
517 >        else if (nsamps > MAXSSAMP)
518 >                nsamps = MAXSSAMP;
519 > #endif
520 >        oldsampndx = samplendx;
521 >        samplendx = random()&0x7fff;            /* randomize */
522 >        for (i = r->slights[0]; i > 0; i--) {   /* for each source */
523 >                for (j = 0; j < nsamps; j++) {  /* for each sample position */
524 >                        samplendx++;
525 >                        t = r->rot * (j+frandom())/nsamps;
526 >                                                        /* extinction */
527 >                        re = t*colval(r->cext,RED);
528 >                        ge = t*colval(r->cext,GRN);
529 >                        be = t*colval(r->cext,BLU);
530 >                        setcolor(cvext, re > 92. ? 0. : exp(-re),
531 >                                        ge > 92. ? 0. : exp(-ge),
532 >                                        be > 92. ? 0. : exp(-be));
533 >                        if (intens(cvext) <= FTINY)
534 >                                break;                  /* too far away */
535 >                        sr.rorg[0] = r->rorg[0] + r->rdir[0]*t;
536 >                        sr.rorg[1] = r->rorg[1] + r->rdir[1]*t;
537 >                        sr.rorg[2] = r->rorg[2] + r->rdir[2]*t;
538 >                        sr.rmax = 0.;
539 >                        initsrcindex(&si);      /* sample ray to this source */
540 >                        si.sn = r->slights[i];
541 >                        nopart(&si, &sr);
542 >                        if (!srcray(&sr, NULL, &si) ||
543 >                                        sr.rsrc != r->slights[i])
544 >                                continue;               /* no path */
545 > #if SHADCACHE
546 >                        if (srcblocked(&sr))            /* check shadow cache */
547 >                                continue;
548 > #endif
549 >                        copycolor(sr.cext, r->cext);
550 >                        copycolor(sr.albedo, r->albedo);
551 >                        sr.gecc = r->gecc;
552 >                        sr.slights = r->slights;
553 >                        rayvalue(&sr);                  /* eval. source ray */
554 >                        if (bright(sr.rcol) <= FTINY) {
555 > #if SHADCACHE
556 >                                srcblocker(&sr);        /* add blocker to cache */
557 > #endif
558 >                                continue;
559 >                        }
560 >                        if (r->gecc <= FTINY)           /* compute P(theta) */
561 >                                d = 1.;
562 >                        else {
563 >                                d = DOT(r->rdir, sr.rdir);
564 >                                d = 1. + r->gecc*r->gecc - 2.*r->gecc*d;
565 >                                d = (1. - r->gecc*r->gecc) / (d*sqrt(d));
566 >                        }
567 >                                                        /* other factors */
568 >                        d *= si.dom * r->rot / (4.*PI*nsamps);
569 >                        multcolor(sr.rcol, r->cext);
570 >                        multcolor(sr.rcol, r->albedo);
571 >                        scalecolor(sr.rcol, d);
572 >                        multcolor(sr.rcol, cvext);
573 >                        addcolor(r->rcol, sr.rcol);     /* add it in */
574 >                }
575 >        }
576 >        samplendx = oldsampndx;
577 > }
578  
579 +
580 + /****************************************************************
581 + * The following macros were separated from the m_light() routine
582 + * because they are very nasty and difficult to understand.
583 + */
584 +
585 + /* illumblock *
586 + *
587 + * We cannot allow an illum to pass to another illum, because that
588 + * would almost certainly constitute overcounting.
589 + * However, we do allow an illum to pass to another illum
590 + * that is actually going to relay to a virtual light source.
591 + * We also prevent an illum from passing to a glow; this provides a
592 + * convenient mechanism for defining detailed light source
593 + * geometry behind (or inside) an effective radiator.
594 + */
595 +
596 + static int
597 + weaksrcmat(OBJECT obj)          /* identify material */
598 + {
599 +        OBJREC *m = findmaterial(objptr(obj));
600 +        
601 +        if (m == NULL) return(0);
602 +        return((m->otype==MAT_ILLUM) | (m->otype==MAT_GLOW));
603 + }
604 +
605 + #define  illumblock(m, r)       (!(source[r->rsrc].sflags&SVIRTUAL) && \
606 +                                r->rod > 0.0 && \
607 +                                weaksrcmat(source[r->rsrc].so->omod))
608 +
609 + /* wrongsource *
610 + *
611 + * This source is the wrong source (ie. overcounted) if we are
612 + * aimed to a different source than the one we hit and the one
613 + * we hit is not an illum that should be passed.
614 + */
615 +
616 + #define  wrongsource(m, r)      (r->rsrc>=0 && source[r->rsrc].so!=r->ro && \
617 +                                (m->otype!=MAT_ILLUM || illumblock(m,r)))
618 +
619 + /* distglow *
620 + *
621 + * A distant glow is an object that sometimes acts as a light source,
622 + * but is too far away from the test point to be one in this case.
623 + * (Glows with negative radii should NEVER participate in illumination.)
624 + */
625 +
626 + #define  distglow(m, r, d)      (m->otype==MAT_GLOW && \
627 +                                m->oargs.farg[3] >= -FTINY && \
628 +                                d > m->oargs.farg[3])
629 +
630 + /* badcomponent *
631 + *
632 + * We must avoid counting light sources in the ambient calculation,
633 + * since the direct component is handled separately.  Therefore, any
634 + * ambient ray which hits an active light source must be discarded.
635 + * The same is true for stray specular samples, since the specular
636 + * contribution from light sources is calculated separately.
637 + */
638 +
639 + #define  badcomponent(m, r)     (r->crtype&(AMBIENT|SPECULAR) && \
640 +                                !(r->crtype&SHADOW || r->rod < 0.0 || \
641 +                /* not 100% correct */  distglow(m, r, r->rot)))
642 +
643 + /* passillum *
644 + *
645 + * An illum passes to another material type when we didn't hit it
646 + * on purpose (as part of a direct calculation), or it is relaying
647 + * a virtual light source.
648 + */
649 +
650   #define  passillum(m, r)        (m->otype==MAT_ILLUM && \
651 <                                !(r->rsrc>=0&&source[r->rsrc].so==r->ro))
651 >                                (r->rsrc<0 || source[r->rsrc].so!=r->ro || \
652 >                                source[r->rsrc].sflags&SVIRTUAL))
653  
654 + /* srcignore *
655 + *
656 + * The -dv flag is normally on for sources to be visible.
657 + */
658  
659 < m_light(m, r)                   /* ray hit a light source */
660 < register OBJREC  *m;
661 < register RAY  *r;
659 > #define  srcignore(m, r)        !(directvis || r->crtype&SHADOW || \
660 >                                distglow(m, r, raydist(r,PRIMARY)))
661 >
662 >
663 > extern int
664 > m_light(                                /* ray hit a light source */
665 >        register OBJREC  *m,
666 >        register RAY  *r
667 > )
668   {
669                                                  /* check for over-counting */
670 <        if (wrongsource(m, r) || badambient(m, r))
671 <                return;
670 >        if (badcomponent(m, r))
671 >                return(1);
672 >        if (wrongsource(m, r))
673 >                return(1);
674                                                  /* check for passed illum */
675          if (passillum(m, r)) {
676 <
677 <                if (m->oargs.nsargs < 1 || !strcmp(m->oargs.sarg[0], VOIDID))
678 <                        raytrans(r);
679 <                else
680 <                        rayshade(r, modifier(m->oargs.sarg[0]));
681 <
445 <                                                /* otherwise treat as source */
446 <        } else {
676 >                if (m->oargs.nsargs && strcmp(m->oargs.sarg[0], VOIDID))
677 >                        return(rayshade(r,lastmod(objndx(m),m->oargs.sarg[0])));
678 >                raytrans(r);
679 >                return(1);
680 >        }
681 >                                        /* otherwise treat as source */
682                                                  /* check for behind */
683 <                if (r->rod < 0.0)
684 <                        return;
683 >        if (r->rod < 0.0)
684 >                return(1);
685 >                                                /* check for invisibility */
686 >        if (srcignore(m, r))
687 >                return(1);
688 >                                                /* check for outside spot */
689 >        if (m->otype==MAT_SPOT && spotout(r, makespot(m)))
690 >                return(1);
691                                                  /* get distribution pattern */
692 <                raytexture(r, m->omod);
692 >        raytexture(r, m->omod);
693                                                  /* get source color */
694 <                setcolor(r->rcol, m->oargs.farg[0],
695 <                                  m->oargs.farg[1],
696 <                                  m->oargs.farg[2]);
694 >        setcolor(r->rcol, m->oargs.farg[0],
695 >                          m->oargs.farg[1],
696 >                          m->oargs.farg[2]);
697                                                  /* modify value */
698 <                multcolor(r->rcol, r->pcol);
699 <        }
698 >        multcolor(r->rcol, r->pcol);
699 >        return(1);
700   }
460
461
462 o_source() {}           /* intersection with a source is done elsewhere */

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